CN1825158A - 一种数码金相显微图像放大倍率的标定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及数码金相显微图像放大倍率的标定方法，解决现有数码金相显微图像其放大倍率无法精确标定的技术问题。本发明通过采用具有溯源值金相显微标尺、调节金相显微镜的视场光栏、调节数码相机的变焦控制，建立标准物理长度与标定数字图像像素之间的对应关系，制作系统标尺文件；通过标尺文件调入并加载到当前的金相图像操作系统，对数字化后的金相图像进行标定。将标尺文件存放在标尺文件数据库中，对于采用相同状态得到的数码显微图像，可以调用相应状态的标尺文件，直接进行放大倍率标定，因此可以对相同状态的图像进行批处理。图像标定时在原始图像上精确插入标尺，当对图像编辑时，插入的标尺随图像倍率改变而实时改变。该方法有效地提高了金相检测工作效率。

Description

一种数码金相显微图像放大倍率的标定方法
技术领域：
本发明属于显微分析领域，涉及一种用于钢铁、有色金属、机械工业等方面的企业、研究所及高校内的数码金相显微图像放大倍率的标定方法。
背景技术：
传统的照相系统采用胶片感光，每次拍照片都需要更换暗盒，不仅更换暗盒要占用许多时间，而且感光后的胶片需经过冲洗、显影、放大等繁琐的工作，这就需要相当长的时间才能最后看到拍摄的照片的质量，而倘若效果不佳，前面的所有工序都要重复一遍，这就大大降低了检测的时效性，并严重制约了检测工作的效率。为了金相分析实现计算机化，采用数码相机采集照片。数码相机采集的金相照片经传输到个人计算机后经相关图形处理软件进行灰度、调制等处理后可进行打印得到金相图像。但此时得到的金相图像没有标尺标定，并且由于显微放大倍率、数码相机焦距等可变参数，使图像的放大倍率不能准确地显示。由于在金相分析工作中，许多标准都是通过比较法对其进行评级，如对石墨数量、晶粒度级别、渗碳体含量等的评级，因此要求显微图像必须有一个精确的放大倍率的标定。
发明内容：
本发明的目的是：本发明是结合显微镜照相系统数字化的方法，提出了一种具有溯源值并能实现金相显微图像标尺标定的方法。此方法有效地解决了难以精确标定数码图像放大倍率的问题，并能使金相定量分析更为准确和快速；使显微图像能在Word等文本编辑文档中可实时改变放大倍率，而且还能够批量处理，大大提高了劳动生产率。
本发明的基本原理：
1、测量基本原理
1.1、标定：已知的显微标尺长度Lo→物镜放大倍率Mo→其他光学部件光学接口数码设备放大倍率Md→数字图像像素No
1.2测量：需要测量的长度Lx→物镜放大倍率Mo→其他光学部件光学接口数码设备放大倍率Md→数字图像像素Nx
1.3计算：
            Lo*Mo*Md＝No              ①
            Lx*Mo*Md＝Nx              ②
由式①②推出：Lx＝Lo/No*Nx            ③
在数字图像上测量出像素长度Nx，即可计算出物理长度Lx
2、标定标尺：
标定标尺目的是建立标准物理长度Lb与标定数字图像像素No之间的对应关系。
2.1视长度：标定数字图像像素No。
2.2物理长度：标准物理长度Lb
2.3放大倍数：一般指目镜倍数*物镜倍数。
2.4标尺文件：每个物镜对应一个标尺文件，测量时选择相应文件。
3、选定标尺：
选定标尺的过程，也就是将2中的比例关系调入到系统中，用作测量基准的过程。
调入标尺：调入保存的标尺文件，设定当前放大倍数和公英制单位转换；
加载标尺：用选定的标尺文件及设定的参数，计算当前像素与物理长度关系(标尺)，调入系统用作后续测量基准。
具体的技术方案是：
(1)调整显微镜物镜到所需的放大倍率，将有证显微标尺放在金相显微镜的载物台上，并将金相显微镜调整到正常的工作状态；
(2)调整显微镜视场光栏到要求的视场直径；
(3)调整数码相机的变焦按钮使上述观察视场刚好充满数码相机整个显示屏；
(4)拍摄有证显微标尺的记录图像，并在金相显微镜的输出设备(个人计算机)上输出被拍摄的有证显微标尺的记录图像和记录拍摄有证显微标尺的记录图像时金相显微镜的工作参数及数码相机的焦距；
(5)测量标尺图像的已知长度，将单位长度像数制作标尺文件来标定当前状态下的象素的物理长度；
(6)重复以上步骤，为不同测量物镜倍数、不同数码相机的焦距制作相应的标尺文件，形成标尺文件数据库；
(7)拍摄要检测的样品，得到数字化金相图像；
(8)在标尺文件数据库中选择相应状态下的标尺文件调入并加载到当前的金相图像操作系统，对数字化后的金相图像进行标定；
(9)将标定好的图像以位图输出方式存储到指定文件夹。
在以上步骤操作中：物镜倍率在5、10、20、40、50中选择，视场光栏为80mm，数码相机的变焦控制调节范围为4.7～5.1。
本发明具有的效果：
(1)本发明采用的是有溯源值的显微标尺，将显微标尺图像与待测样品图像有机结合进行精确标定；现有技术是采用画图等软件对待测样品图像进行标定，中间存在传输图片时的放大倍率误差，标尺标定不够准确；
(2)本发明可以通过对不同状态下有证显微标尺图像的采集，制作成不同的标尺文件，形成标尺文件数据库，通过标尺标定系统对不同状态下采集的待测样品图像进行标尺标定，从而可进行批处理；而现有技术只能一张图片就需要画一次标尺，而且不能保证前后标尺的一致性，不能进行批处理操作。
附图说明：
图1为本发明标定后的ZEISS Axiophot2金相显微镜放大倍率为100、数码相机焦距为4.7状态下拍摄的夹杂物图像。
图2为本发明标定后的XF-800现场金相显微镜放大倍率为500、数码相机焦距为5.1状态下拍摄的金相组织为共晶莱氏体+马氏体+残余奥氏体的数码图像。
具体实施方式：
实施例1：参照图1
根据本发明所述方法，采用334万像素的Nikon数码相机，DELL PIV与ZEISSAxiophot2金相显微镜系统联接。首先建立标尺文件数据库：(1)调整显微镜物镜到所需的放大倍率，在倍率5、10、20、40、50中择一，将有证显微标尺放在金相显微镜的载物台上，并将金相显微镜调整到正常的工作状态；(2)调整显微镜视场光栏到要求的视场直径80mm；(3)调整数码相机的变焦按钮(焦距在4.7～5.1选择)使上述观察视场刚好充满数码相机整个显示屏；(4)拍摄有证显微标尺的记录图像，并在金相显微镜的输出设备(个人计算机)上输出被拍摄的有证显微标尺的记录图像和记录拍摄有证显微标尺的记录图像时金相显微镜的工作参数及数码相机的焦距；(5)测量标尺图像的已知长度，将单位长度像数制作标尺文件来标定当前状态下的象素的物理长度；(6)重复以上步骤，为不同测量物镜倍数、不同数码相机的焦距制作相应的标尺文件，形成标尺文件数据库；金相显微图像放大倍率的标定实施步骤：(1)将待测样品置于载物台上，调整显微镜物镜为10倍，数码相机焦距为4.7，收集待测样品的数码图像；(2)在标尺文件数据库中选择相应状态下的标尺文件调入并加载到当前的金相图像操作系统，对金相图像进行标定；(3)将标定好的图像以位图输出方式存储到指定文件夹。当在Word等文本编辑文档中对图像编辑时，插入的标尺随图像倍率改变而实时改变。
实施例2：参照图2
根据本发明所述方法，采用334万像素的Nikon数码相机与XF-800现场金相显微镜系统联接。实施步骤：(1)将带有40倍物镜的XF-800现场金相显微镜置于待检样品处，调整数码相机焦距为5.1，收集待检样品的数码图像；(2)在标尺文件数据库中选择相应状态下的标尺文件调入并加载到当前的金相图像操作系统，对金相图像进行标定；(3)将标定好的图像以位图输出方式存储到指定文件夹。

Claims (4)

1、一种数码金相显微图像放大倍率的标定方法，其特征是：包括以下步骤：
(1)调整显微镜物镜到所需的放大倍率，将有证显微标尺放在金相显微镜的载物台上，并将金相显微镜调整到正常的工作状态；
(2)调整显微镜视场光栏到要求的视场直径；
(3)调整数码相机的变焦按钮使上述观察视场刚好充满数码相机整个显示屏；
(4)拍摄有证显微标尺的记录图像，并在金相显微镜的输出设备如个人计算机上输出被拍摄的有证显微标尺的记录图像和记录拍摄有证显微标尺的记录图像时金相显微镜的工作参数及数码相机的焦距；
(5)测量标尺图像的已知长度，将单位长度像数制作标尺文件来标定当前状态下的象素的物理长度；
(6)重复以上步骤，为不同测量物镜倍数、不同数码相机的焦距制作相应的标尺文件，形成标尺文件数据库；
(7)拍摄要检测的样品，得到数字化金相图像；
(8)在标尺文件数据库中选择相应状态下的标尺文件调入并加载到当前的金相图像操作系统，对数字化后的金相图像进行标定；
(9)将标定好的图像以位图输出方式存储到指定文件夹。
2、根据权利要求1所述的一种数码金相显微图像放大倍率的标定方法，其特征是：物镜倍率在5、10、20、40、50中选择。
3、根据权利要求1所述的一种数码金相显微图像放大倍率的标定方法，其特征是：视场光栏为80mm。
4、根据权利要求1所述的一种数码金相显微图像放大倍率的标定方法，其特征是：数码相机的变焦控制调节范围为4.7～5.1。
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